Откладывает яйца. Потеет молоком. Ядовит. Имеет 10 половых хромосом и клюв. Пожалуй, утконос — одно из самых необычных млекопитающих, живущих на планете Земля. Но как появился сей чудный зверь, в существование которого Европа долго не могла поверить? Когда в 1797 году в Англию попала первая шкура утконоса, ученые решили, что это шутка какого-то таксидермиста, пришившего утиный клюв к зверьку, похожему на бобра.
«Полный геном дал нам ответы на вопросы о том, как возникли некоторые из причудливых особенностей утконоса. В то же время расшифровка генома утконоса важна для улучшения нашего понимания того, как развивались другие млекопитающие, в том числе мы, люди. Он является ключом к объяснению того, почему мы и другие плацентарные млекопитающие превратились в животных, которые рожают живых детенышей, а не откладывают яйца», — объясняет профессор Гоцзе Чжан с кафедры биологии Копенгагенского университета.
Утконос вместе с не менее странной ехидной принадлежат к древней группе млекопитающих — однопроходные, которая существовала за миллионы лет до появления любого «современного» млекопитающего. «Действительно, утконос принадлежит к классу млекопитающих. Но генетически это смесь млекопитающих, птиц и рептилий. Он сохранил многие оригинальные черты своих предков, которые, вероятно, способствовали его успешной адаптации к среде, в которой они сейчас живут», — говорит профессор Чжан.
Утконосы живут в неволе до 10 лет. Увы, данных о времени жизни в естественой среде обитания нет.
А живут эти интересные зверьки только в восточной части Австралии и на близлежащем острове Тасмания (как обычно, все необычное обитает только на этом континенте). Жить утконосы предпочитают в речках и пресных водоемах, и благодаря перепончатым лапам умеют как быстро плавать, так и доставать всякую живность из ила.
Откладывает яйца, потеет молоком и не имеет зубов
Одной из самых необычных особенностей утконоса является то, что, хотя он откладывает яйца, как рептилия, у него также есть молочные железы. А вот сосков нет — молоко выделяется на коже как пот, и детеныши его слизывают. Как так получилось?
В ходе нашей собственной эволюции мы, люди, потеряли все три гена, ответственных за производства яичных желтков. С другой стороны, например, те же куры продолжают иметь все три. Новое исследование показывает, что утконосы все еще несут один из этих генов — тот, который кодирует белок вителлогенин, при этом они потеряли два других примерно 130 миллионов лет назад. И именно оставшийся ген позволяет утконосам продолжать откладывать яйца.
Окей, а что насчет молока? Ведь птицы и рептилии отлично обходятся без него. А вот в случае с утконосами все не так просто: у остальных млекопитающих в процессе эволюции ген, кодирующий вителлогенин, был заменен генами, ответственными за производство казеина — белка, который является основным компонентом молока. Новое исследование демонстрирует, что утконос также несет гены, нужные для кодирования казеина, и, таким образом, у него также есть молоко, которое по составу очень похоже на коровье, человека и других млекопитающих.
Как и многие другие «странные» существа, утконосы живут только в Австралии.
«Геном утконоса показывает нам, что производство молока у всех существующих видов млекопитающих развивалось с помощью одного и того же набора генов, полученных от общего предка, который жил более 170 миллионов лет назад — наряду с ранними динозаврами в юрский период», — говорит Гоцзе Чжан.
Еще одна особенность, которая делает утконоса уникальным, заключается в том, что, в отличие от подавляющего большинства остальных млекопитающих, он беззубый. Вернее, в раннем возрасте у них вырастают 8 зубов, однако они быстро стираются и превращаются в две роговые пластинки, которые используются зверьками для размалывания пищи. Исследование показывает, что утконос потерял зубы примерно 120 миллионов лет назад, когда исчезли четыре из восьми генов, ответственных за их развитие.
Единственное животное с 10 половыми хромосомами
Еще одна странность утконоса, исследованная учеными, заключается в том, как определяется их пол. У человека, как и у подавляющего большинства млекопитающих на Земле, есть две хромосомы, определяющие пол: так называемая хромосомная система X и Y, в которой XX — это женщина, а XY — мужчина. Однако утконос отличился и тут: у них аж 10 половых хромосом, XXXXXXXXXX у самки и XYXYXYXYXY у самца.
Теперь, благодаря почти полному картированию генома утконоса на хромосомном уровне, исследователи предполагают, что эти 10 половых хромосом у предков «обычных» млекопитающих имели кольцевую форму, которая позже была разорвана на множество мелких частей с X- и Y-хромосомами. В то же время геном утконоса показывает, что большинство половых хромосом у однопроходных имеют больше общего с курами, чем с людьми. Иными словами, это показывает эволюционную связь между млекопитающими и птицами.
У собак — щенята, у кошек — котята. А у утконосов кто?
Пара интересных фактов об утконосах
Изучая информацию об этом зверьке, трудно не удержаться и не рассказать еще несколько любопытных фактов о них. Во-первых, утконосы являются одними из немногих млекопитающих, использующих электрорецепцию — она позволяет им искать добычу в илистых мутных водоемах. Такие рецепторы, способные улавливать электричество в окружающей среде, находятся у зверька по краям клюва (что очень похоже на расположение «компаса» у многих перелетных птиц).
Во-вторых, утконос ядовит, и очень немногие млекопитающие могут похвастаться тем же. На задних лапах у самцов находятся ядовитые шпоры, которые нужны им во время брачных поединков, однако они могут использоваться и для защиты: их яд вполне способен убить собаку.
Ну и под конец — у утконосов достаточно низкий обмен веществ, что опять же роднит их с рептилиями. Их нормальная температура тела составляет всего 32 градуса по Цельсию. Однако при этом они могут резко повышать метаболизм, что позволяет им часами выживать в ледяной воде.
